【摘要】：廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)目前廣泛應(yīng)用于航班跟蹤和空中交通管制(ATM)中。與傳統(tǒng)的陸基ADS-B系統(tǒng)相比,星基ADS-B系統(tǒng)具有覆蓋范圍更廣和不受地形限制的優(yōu)勢。因此,全球各國正大力推廣和發(fā)展星基ADS-B技術(shù)。但是,星基ADS-B信號存在信號功率低、多普勒頻移大和易交織等問題。針對星基ADS-B信號的特點(diǎn),模擬星基ADS-B信號,對星基ADS-B接收機(jī)進(jìn)行測試,在星基ADS-B接收機(jī)的設(shè)計(jì)和研制過程中起著重要作用。設(shè)計(jì)了一款星基ADS-B信號模擬與測試軟件,可實(shí)現(xiàn)對多個目標(biāo)發(fā)送的星基ADS-B信號的模擬,以完成對星基ADS-B接收機(jī)的測試。首先,對多天線低軌道衛(wèi)星進(jìn)行建模并對衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的航跡進(jìn)行仿真。通過計(jì)算目標(biāo)相對于衛(wèi)星的徑向速度求得信號多普勒頻移,通過衛(wèi)星通信鏈路公式求得信號功率。通過仿真報(bào)文更新時(shí)間的隨機(jī)特性模擬信號間的交織。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星覆蓋區(qū)域和目標(biāo)航跡的顯示。其次,通過對航跡數(shù)據(jù)中的位置、速度等信息編碼生成ADS-B報(bào)文。把包含報(bào)文、功率、多普勒頻移、交織信息等內(nèi)容的星基ADS-B專用報(bào)文數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī),下位機(jī)根據(jù)專用報(bào)文中的信息實(shí)時(shí)地生成星基ADS-B模擬信號。最后,搭建測試平臺向被測接收機(jī)發(fā)送星基ADS-B模擬信號。通過對發(fā)送數(shù)據(jù)和接收機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,計(jì)算接收機(jī)的報(bào)文接收率,對接收機(jī)性能進(jìn)行測試。
【圖文】：

背景與意義式自動相關(guān)監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADS-B）球衛(wèi)星定位系統(tǒng)利用空空、地空數(shù)據(jù)鏈通信，完成空中交通監(jiān)視和飛行視技術(shù)。與傳統(tǒng)的二次雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)相比，ADS-B 技術(shù)具有建站費(fèi)用低率快、數(shù)據(jù)精度高、監(jiān)視范圍廣、適應(yīng)地形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。因此，空ATM）越來越依賴于 ADS-B 技術(shù)[4]。但是陸基 ADS-B 系統(tǒng)存在一定的 ADS-B 接收機(jī)安裝在地面上，要實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，需要建設(shè)大量的基站，面接收機(jī)無法覆蓋洋區(qū)、極區(qū)等不適合建站的地區(qū)[5-6]。2014 年 3 月馬司 MH370 航班從吉隆坡國際機(jī)場起飛后不久便與地面失去聯(lián)絡(luò)，至今[7]，造成事故很重要的一個原因就是對洋區(qū)監(jiān)視的缺失。而星基 ADS-B地解決這些問題。

B 信號指星基 ADS-B 接收機(jī)接收到的目標(biāo)發(fā)送的 ADS的信號存在一定差別。由于衛(wèi)星通信鏈路損耗，星基 0dBm ~ -90dBm 范圍內(nèi)。而普通的地面接收機(jī)靈敏法滿足要求。同時(shí)星基 ADS-B 系統(tǒng)監(jiān)視目標(biāo)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)生交織[11-12]。另外，近地軌道衛(wèi)星運(yùn)行速度可達(dá) 7400大，，信號的多普勒頻移較大[13]。因此，星基 ADS-B 信DS-B 信號，地面接收機(jī)無法實(shí)現(xiàn)對星基 ADS-B 信號的和測試設(shè)備主要是針對陸基 ADS-B 系統(tǒng)，其仿真目標(biāo) ADS-B 信號功率、多普勒頻移、交織情況的模擬，因檢測要求。因此針對星基 ADS-B 接收機(jī)所接收信號的內(nèi)目標(biāo)的運(yùn)動，仿真目標(biāo)發(fā)送信號的功率、多普勒頻移B 接收機(jī)的目標(biāo)處理能力、靈敏度、抗多普勒頻移以及程中是必要的。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V355.1;TP311.52

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